CN1997720B - 包含co2释放材料的热塑性组合物 - Google Patents

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Abstract

一种包含热塑性材料和CO2释放材料的组合物，其中CO2释放材料包含：a)含碳和氧的碱金属或碱土金属盐；和b)酸；CO2释放材料中具有足够量和比率的所述含碳和氧的碱金属或碱土金属盐和所述酸，以便在有水的情况下，CO2释放材料反应释放出CO2气体，通过热塑性材料进入周围环境中。

Description

包含CO2释放材料的热塑性组合物
本发明的详细说明
本发明涉及一种CO2释放组合物，它包括结合在热塑性材料内的CO2释放材料的组合。在有水的情况下，CO2释放材料反应而将CO2气体通过热塑性材料释放入周围环境中。
适合的热塑性材料包括，但不局限于，聚烯烃诸如聚丙烯和聚乙烯、聚异戊二烯、聚丁二烯、聚丁烯、聚硅氧烷、聚碳酸酯、聚酰胺、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、聚(氯乙烯)、聚苯乙烯、聚酯、聚酐、聚丙烯腈、聚砜、聚丙烯酸酯、丙烯酸、聚氨酯和聚缩醛，或者它们的共聚物或混合物。当然，基于最终用途选择所需的热塑性材料。例如，可以基于所需水平的透气性选择具体的热塑性材料，以便允许所需水平的水分进入热塑性材料和/或所需数量的CO2气体排出热塑性材料。在另一个实例中，可以选择所需的热塑性材料，其具有成形制品所需的最终用途性能(例如，拉伸强度、模压性能、弹性、成本)。
在又一个实施方案中，CO2释放材料可以是含碳和氧的碱金属或碱土金属盐，诸如钠、钾、镁或钙的碳酸盐。也可以使用上述金属的碳酸氢盐。在又一个实施方案中，CO2释放材料是碳酸钙。在又一个实施方案中，CO2释放材料可以是焙粉。也可能是CO2释放组合物的混合物。
在组合物的一种实施方案中，相对于组合物，按重量计，CO2释放材料的填充量在大约10％至大约80％之间，更具体地说，从大约10％至大约20％，大约20％至大约40％，大约40％至大约60％和/或大约60％至大约80％。
在另一个实施方案中，CO2释放材料可以是碳酸盐与酸的组合。适合的碳酸盐包括，但不局限于，诸如碳酸氢钠和/或碳酸钙。适合的酸包括，但不局限于，柠檬酸、马来酸、苹果酸、富马酸、聚丙烯酸、草酸和/或它们的混合物。在一个具体的实施方案中，可以使用无水形式的酸，以防止过早地发生反应。仍在又一个实施方案中，酸是固体粒状形式并且基本上不含水分，目的是减少过早引发反应的可能性。
在一个实施方案中，CO2释放组合物中的CO2释放材料通过水分活化，因而，导致CO2的受控释放。照此，基于所需的环境，可以设计包括热塑性材料和CO2释放材料的组合物(例如，数量和/或形态)以产生每单位时间所需量的CO2释放。
可以以任何所需的形式生产CO2释放组合物。适合的形式包括，但不局限于，薄膜、薄片、插入物(例如，带条、拉片)和衬垫。下面的实例仅仅是示范性，并不意味着限制本发明的应用。例如，可以将本发明的组合物成型为用于包含在包装内部的插入物。一种插入物形式的实例是任何适合形状的塞子、拉片、条、补片或套筒。在另一个实施方案中，可以由本发明的组合物形成衬垫，其具有与至少一部分包装内表面基本相符的外表面。在又一个实施方案中，本发明的组合物可以用于形成薄膜或薄片。在一个实例中，本发明的薄片可以与另一个薄片连接。在至少一个实施方案中，可以有效地将这些薄片一个层压到另一个之上，以便可以靠近本发明的组合物建立外层，其基本上是不透气的。然后，可以用层压薄片绕缠一种物品，该物品要贮存在受控环境中。一种可以借以完成所述连接过程的方法是通过热挤压步骤。
可以通过任何常规的制造塑料制品的过程生产所需的制品，它包括，但不局限于，挤出、熔胀(例如，吹胀薄膜、吹塑法、热成型法)和/或注射模塑法。在此过程的某一阶段，将CO2释放材料与热塑性材料混合，随后把得到的混合物加工成所需形状的制品。
下面仅仅是本发明的各种组合物的说明性实例。当然这些仅仅是说明性实例，并不意味着限制本发明。
    配方号   材料 Wt百分比
001 B1H4E树脂PolyOx 750 95.00％5.00％
002 CaCO3Luviskol VA64Carbopol 971P-NFEXACT 4023 50.00％7.00％13.00％30.00％
003 CaCO3Luviskol VA64分子筛4AEXACT 4023 40.00％10.00％15.00％35.00％
004 NaHCO3PolyOx 750Carbopol 971P-NFEXACT 4023 35.00％5.00％25.00％35.00％
005 NaHCO3柠檬酸PolyOx 750EXACT 4023 32.00％28.00％5.00％35.00％
006 NaHCO3苹果酸PolyOx 750EXACT 4023 37.00％37.00％5.00％21.00％
007 NaHCO3苹果酸PolyOx 750EXACT 4023 50.00％25.00％5.00％20.00％
008 NaHCO3苹果酸15-200EXACT 4023 37.00％37.00％5.00％21.00％
009 NaHCO3苹果酸Luviskol Va64EXACT 4023 37.00％37.00％5.00％21.00％
  010   碳酸钙苹果酸Pluronic F108EXACT 4023   37.00％37.00％5.00％21.00％
  011   NaHCO3苹果酸PolyOx 750EXACT 4023   35.00％35.00％10.00％20.00％
  012   NaHCO3苹果酸EXACT 4023   37.00％37.00％26.00％
  013   CaCO3苹果酸PolyOx 750EXACT 4023   35.00％38.90％5.00％21.10％
  014   CaCO3苹果酸PolyOx 750PP 3505   35.00％38.90％5.00％21.10％
  015   CaCO3柠檬酸PolyOx 750EXACT 4023   35.00％37.10％5.00％22.90％
  016   CaCO3柠檬酸PolyOx 750氢氧化钙(无水)EXACT 4023   37.00％31.00％5.00％6.00％21.10％
下面的实例说明，在有水分的情况下本发明的CO2释放组合物的应用，所述水分活化所述CO2释放材料，从而导致CO2通过热塑性材料释放至周围环境中。
在一个实例中，当CO2释放材料暴露于大约至少50％(22℃下测量)的升高的相对湿度时，CO2释放材料引发CO2的产生。在又一个实例中，当CO2释放材料暴露于正在升高的温度时，CO2的产生/释放增加。能够理解的是，与其它因素一起，CO2的产生/释放速率通过组合物中碳酸盐与酸的数量和比率而实现。此外，产生/释放速度还通过热塑性材料的MVTR、暴露于具体相对湿度和/或温度而实现。
在一种应用中，CO2气体的引入降低了包装内的周围氧含量，因而，减缓了自然的和加工的食物产品的呼吸率。在另一个实例中，当在有水分的情况下CO2在产品表面上转变成碳酸时，产品表面上增加的碳酸水平降低了pH。因而，抑制了对较高酸性水平敏感的细菌。在另一个实例中，CO2气体的增加减少了包装中的总氧含量，因而，减少了氧化作用和/或氧敏感细菌的量。
在以上的一个实例中，释放CO2的目的是实现改进的气氛包装。照此，采用控制进入周围环境的CO2量以达到最佳贮存期限-在引发厌氧呼吸之前最低量的氧气浓度。
可以通过本发明保护的产品的实例包括，但不局限于，天然与加工食物产品诸如干酪、午餐肉、培根肉、发酵乳制品、水果和蔬菜、生肉、家禽、鲜鱼和咸鱼、中等水分食品(诸如风干肉条、宠物食品和杂拌糕条)、高脂肪湿润焙烤食品、酸化乳制品、蛋黄酱和色拉调料、受控气氛/改进气氛冷藏延长贮存期限的食品(诸如部分煮熟的膳食、面制盘装食品、调味汁、切开的水果、和蔬菜色拉，及其它含水的食品)。
在又一个实施方案中，本发明可以用于下面产品中的CO2释放制品。例如，在一个说明性的实例中，CO2释放组合物保持用于新切苹果的环境，以便在大约30-45％CO2下保持它们的组织和坚硬度，任选地，也导致大约2-5％的O2水平。在包装产品大约24小时后，CO2释放组合物保持新切苹果的环境为低于大约20％CO2和5％O2浓度的气体水平。
在另一个说明性的实例中，CO2释放组合物保持用于新切莴苣的环境，以便在低于大约5％CO2下保持它们的组织和坚硬度，任选地，也导致大约2-5％的O2水平，更具体地说，保持O2浓度大约2％以上。
在一个实例中，将CO2释放组合物并入到包装内的CO2释放膜中，该包装具有可保持所需气体浓度的阻气性能。适合的阻气薄膜包括，但不局限于，具有对O2和CO2的选择性渗透的薄膜(例如，具有小于大约1的β值的阻气薄膜，其中β定义为在薄膜材料中CO2和O2的传输比率)。
在又一个说明性的实例中，CO2释放组合物保持用于温热的焙烤食品的环境，以便释放CO2以减缓可引起焙烤食品变陈的有机体的有氧呼吸。此外，可以将吸收材料(例如，干燥剂)掺入到组合物中，以吸收有害水平的水分。
在又一个实例中，可以把本发明引入到用于鲜花市场(零售和批发冷藏的情况)的包装中。例如，已经发现提高的CO2水平可以保持花梗的绿色。在一个具体的实例中，可以把本发明引入到薄膜中，或引入/添加至在特定时间周期(如30天的周期)以上打开的现有包装中。
在另一个实例中，可以把本发明引入到用于新鲜或冷冻海产食品(例如，准备好冷冻/解冻箱的海产食品)的包装中。例如，CO2释放组合物产生足够的CO2以提高包装中CO2的浓度，因而，减缓有氧呼吸-同时防止厌氧呼吸。例如，CO2释放组合物产生足够的CO2以提高包装中CO2的浓度到大约30％以上，而周围大约20％的O2浓度，以便减缓有鳍海产食品的降解。在另一个实例中，CO2释放组合物产生足够的CO2以提高包装中CO2的浓度在大约20％的最小值和O2在大约2 0％，以减缓海产食品上微生物的生长。在普通条件下，A类海产食品从捕捉起到至多7天可以销售，B类海产食品从捕捉起到8-14天可以销售。据信，上面讨论的条件将导致A类海产食品保藏期延长一直到10天。
在另一个实施方案中，超过特定时间(例如七天的周期)，CO2释放组合物以薄膜的形式产生足够的CO2，以便保持气体环境为大约40％CO2、40％氮气和20％氧气。
在又一个实施方案中，除了包括结合在热塑性材料内的CO2释放组合物之外，本发明也可以包括其它组分，诸如，但不局限于，生物活性成分诸如杀生物剂(例如二氧化氯)和/或干燥剂。例如，可以把杀生物剂掺入到产生足够CO2的CO2释放组合物中，以便导致大约30％CO2、大约20％O2和大约50％N2的改进气氛，以延长海产食品的贮存期限。
在另一个实例中，可以把本发明引入到新鲜水果和/或蔬菜的包装中。在一个具体的实例中，该产品将在超过大约14天的周期开启。在又一个实例中，可以把本发明引入用于产品市场的包装中。在一个具体的实例中，可以把本发明引入诸如切碎的莴苣和浆果这样的产品的散装运输中。
在一个实例中，通常，把浆果散装并用CO2气体处理，以提高装运容器中CO2的浓度。然而，当把浆果从散装容器取出时，通常不再保持气体水平。在收获后，浆果呼吸并产生CO2。在一个实例中，把CO2释放组合物引入到浆果单个包装中的薄膜，和保持浆果的环境，以便提高包装中CO2的水平(例如，在包装中，保持大约8-25％的CO2浓度，最尤其在大约10-20％)。
在另一个实例中，可以把本发明引入到肉类包装中。在一个具体的实例中，将本发明既引入放置在冷藏显示箱内部的薄膜又引入要插入准备好箱的肉类包装中的标签。
在另一个实施方案中，热塑性材料的合理选择和得到的具有所需CO2渗透水平的CO2组合物，允许本发明的包装在包装内保持所需的气体稳定状态水平。在生产本发明的组合物中，通过至少以下考虑因素确定包装内CO2的稳定状态水平：a)薄膜的渗透性；b)包装顶部空间的体积；和c)所需材料(例如，水果、海产食品)的呼吸率和数量。通过薄膜的特性和越过薄膜的二氧化碳的分压梯度测定薄膜的渗透性。在包装和包装外周围环境之间的气体分压梯度越大，在那里或从那里通量就越大。
鉴于上面已经作为实施例描述了本发明的特定实施方案，应当理解在不脱离本发明范围的情况下，可以做出细节的变化。本领域技术人员将理解，本发明可以通过不同于公开的实施方案实施，说明书中的所有方案用于说明性而非限制本发明。应注意到，说明书中讨论的特定实施方案的等同物也可以实施本发明。因此，当评价要求享有专有权的本发明的范围时，应该参考所附的权利要求书而不是上述讨论的实施例。

Claims (10)

1.将CO2释放入周围环境中的方法，其包括：
将CO2释放组合物暴露于在22℃下测量的至少50％的升高的相对湿度的环境；其中所述CO2释放组合物包含：与热塑性材料混合的CO2释放材料，其中CO2释放材料包含含碳和氧的碱金属或碱土金属盐以及酸；
使CO2释放组合物与来自在22℃下测量的至少50％的升高的相对湿度的环境的水分反应；和
释放控制量的CO2气体通过热塑性材料进入周围环境中，其中CO2释放材料具有足够量和比率的含碳和氧的碱金属或碱土金属盐以及酸，以便在有水的情况下，CO2释放组合物反应释放出CO2气体，通过热塑性材料进入周围环境中；
其中含碳和氧的碱金属盐或碱土金属盐是碳酸盐；
其中所述组合物是薄膜、薄片、插入物或衬垫的形式；和
其中CO2释放组合物保持烘烤食品的包装环境在足够的CO2释放速度下，以减缓引起烘烤食品变陈的有机体的有氧呼吸。
2.权利要求1的方法，其中将吸收材料掺入组合物中，以吸收有害水平的水分。
3.将CO2释放入周围环境中的方法，其包括：
将CO2释放组合物暴露于在22℃下测量的至少50％的升高的相对湿度的环境；其中所述CO2释放组合物包含：与热塑性材料混合的CO2释放材料，其中CO2释放材料包含含碳和氧的碱金属或碱土金属盐以及酸；
使CO2释放组合物与来自在22℃下测量的至少50％的升高的相对湿度的环境的水分反应；和
释放控制量的CO2气体通过热塑性材料进入周围环境中，其中CO2释放材料具有足够量和比率的含碳和氧的碱金属或碱土金属盐以及酸，以便在有水的情况下，CO2释放组合物反应释放出CO2气体，通过热塑性材料进入周围环境中；
其中含碳和氧的碱金属盐或碱土金属盐是碳酸盐；
其中所述组合物是薄膜、薄片、插入物或衬垫的形式；和
其中CO2释放组合物保持鲜切花的包装环境在足够的CO2释放速度下，以保持花茎的绿色至少30天。
4.将CO2释放入周围环境中的方法，其包括：
将CO2释放组合物暴露于在22℃下测量的至少50％的升高的相对湿度的环境；其中所述CO2释放组合物包含：与热塑性材料混合的CO2释放材料，其中CO2释放材料包含含碳和氧的碱金属或碱土金属盐以及酸；
使CO2释放组合物与来自在22℃下测量的至少50％的升高的相对湿度的环境的水分反应；和
释放控制量的CO2气体通过热塑性材料进入周围环境中，其中CO2释放材料具有足够量和比率的含碳和氧的碱金属或碱土金属盐以及酸，以便在有水的情况下，CO2释放组合物反应释放出CO2气体，通过热塑性材料进入周围环境中；
其中含碳和氧的碱金属盐或碱土金属盐是碳酸盐；
其中所述组合物是薄膜、薄片、插入物或衬垫的形式；和
其中CO2释放组合物保持新鲜或冷冻海产食品的包装环境，以便产生足够的CO2以减缓有氧呼吸，同时减少厌氧呼吸。
5.权利要求4的方法，其中CO2释放组合物保持新鲜或冷冻海产食品的包装环境超过至少30％CO2，而周围O2浓度为20％。
6.权利要求4的方法，其中CO2释放组合物保持新鲜或冷冻海产食品的包装环境在至少20％的提高的CO2浓度，并且O2浓度20％。
7.将CO2释放入周围环境中的方法，其包括：
将CO2释放组合物暴露于在22℃下测量的至少50％的升高的相对湿度的环境；其中所述CO2释放组合物包含：与热塑性材料混合的CO2释放材料，其中CO2释放材料包含含碳和氧的碱金属或碱土金属盐以及酸；
使CO2释放组合物与来自在22℃下测量的至少50％的升高的相对湿度的环境的水分反应；和
释放控制量的CO2气体通过热塑性材料进入周围环境中，其中CO2释放材料具有足够量和比率的含碳和氧的碱金属或碱土金属盐以及酸，以便在有水的情况下，CO2释放组合物反应释放出CO2气体，通过热塑性材料进入周围环境中；
其中含碳和氧的碱金属盐或碱土金属盐是碳酸盐；
其中所述组合物是薄膜、薄片、插入物或衬垫的形式；和
其中将生物活性成分掺入组合物中。
8.将CO2释放入周围环境中的方法，其包括：
将CO2释放组合物暴露于在22℃下测量的至少50％的升高的相对湿度的环境；其中所述CO2释放组合物包含：与热塑性材料混合的CO2释放材料，其中CO2释放材料包含含碳和氧的碱金属或碱土金属盐以及酸；
使CO2释放组合物与来自在22℃下测量的至少50％的升高的相对湿度的环境的水分反应；和
释放控制量的CO2气体通过热塑性材料进入周围环境中，其中CO2释放材料具有足够量和比率的含碳和氧的碱金属或碱土金属盐以及酸，以便在有水的情况下，CO2释放组合物反应释放出CO2气体，通过热塑性材料进入周围环境中；
其中含碳和氧的碱金属盐或碱土金属盐是碳酸盐；
其中所述组合物是薄膜、薄片、插入物或衬垫的形式；和
其中将生物活性成分掺入组合物中；和
其中生物活性成分是二氧化氯，并与CO2释放材料一起以足够的量添加，以便产生用于海产食品的30％CO2、20％O2和50％N2的改良气氛。
9.将CO2释放入周围环境中的方法，其包括：
将CO2释放组合物暴露于在22℃下测量的至少50％的升高的相对湿度的环境；其中所述CO2释放组合物包含：与热塑性材料混合的CO2释放材料，其中CO2释放材料包含含碳和氧的碱金属或碱土金属盐以及酸；
使CO2释放组合物与来自在22℃下测量的至少50％的升高的相对湿度的环境的水分反应；和
释放控制量的CO2气体通过热塑性材料进入周围环境中，其中CO2释放材料具有足够量和比率的含碳和氧的碱金属或碱土金属盐以及酸，以便在有水的情况下，CO2释放组合物反应释放出CO2气体，通过热塑性材料进入周围环境中；
其中含碳和氧的碱金属盐或碱土金属盐是碳酸盐；和
其中所述组合物是薄膜、薄片、插入物或衬垫的形式；和
其中将生物活性成分掺入组合物；和
其中CO2释放组合物并入到包装内的CO2释放薄膜中，该包装具有对O2和CO2选择性渗透的阻气薄膜。
10.将CO2释放入周围环境中的方法，其包括：
将CO2释放组合物暴露于在22℃下测量的至少50％的升高的相对湿度的环境；其中所述CO2释放组合物包含：与热塑性材料混合的CO2释放材料，其中CO2释放材料包含含碳和氧的碱金属或碱土金属盐以及酸；
使CO2释放组合物与来自在22℃下测量的至少50％的升高的相对湿度的环境的水分反应；和
释放控制量的CO2气体通过热塑性材料进入周围环境中，其中CO2释放材料具有足够量和比率的含碳和氧的碱金属或碱土金属盐以及酸，以便在有水的情况下，CO2释放组合物反应释放出CO2气体，通过热塑性材料进入周围环境中；
其中含碳和氧的碱金属盐或碱土金属盐是碳酸盐；
其中所述组合物是薄膜、薄片、插入物或衬垫的形式；和
其中CO2释放组合物以薄膜的形式产生足够量的CO2，以便在包装中保持气体环境为40％CO2、40％氮气和20％氧气。
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